以下の定義は、本明細書に開示する実施形態の特徴に適用される用語の解釈に役立ち、本開示内の要素を定義することのみが意図される。
本開示内で使用される場合、平行光とは、光線が平行であり、そのため、伝播する際の広がりが最小である光である。
本開示内で使用される場合、レンズとは、それを透過する光を方向転換/再成形する光学要素を指す。対照的に、ミラー又は反射器は、ミラー又は反射器から反射された光を方向転換/再成形する。
本開示内で使用される場合、直接的な経路とは、例えばミラーによって反射されていない光ビーム又は光ビームの一部の経路を指す。レンズ又は平坦な窓を透過する光ビームは、直接的と考えられる。
本開示内で使用される場合、「実質的に」とは、「極めて近い」又は通常の製造公差内を意味する。例えば、実質的に平坦な窓とは、設計によって平坦であることが意図されるが、製造によるばらつきに基づいて完全な平坦とは異なる場合がある。
ここで、本発明の実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。可能な限り、図面及び説明では同じ参照番号を使用して、同一又は同様の部分を参照する。
図3Aは、レーザ駆動シールドビームランプ300の第1の例示的実施形態を示す。ランプ300は、イオン性媒体、例えば、それらに限定されないが、キセノン、アルゴン又はクリプトンガスを含むように構成された密閉チャンバ320を含む。チャンバ320は一般に、例えば20バール〜60バールの範囲の圧力レベルに加圧される。対照的に、キセノン「バブル」ランプは、典型的には20バールである。より高い圧力ではプラズマスポットがより小さくなり得、このことは、小さい開口、例えばファイバ開口に結合するのに有利であり得る。チャンバ320は、高輝度出射光329を放射するための出射窓328を有する。出射窓328は、適切な透明材料、例えば石英ガラス又はサファイアから形成されてもよく、特定の波長を反射するように反射材料でコーティングされてもよい。反射コーティングは、レーザビーム波長がランプ300から出るのを阻止し、及び/又は、UVエネルギーがランプ300から出るのを防ぐ。反射コーティングは、可視光などの特定の範囲の波長を透過させるように構成されてもよい。
出射窓328はまた、意図する波長の光線の透過率を高めるための反射防止コーティングを有してもよい。これは、例えばランプ300によって放射される出射光329から不要な波長をフィルタリングするための部分反射又はスペクトル反射であってもよい。入射レーザ光365の波長をチャンバ320内に戻るように反射する出射窓328コーティングは、チャンバ320内のプラズマを維持するのに必要なエネルギー量を低下させ得る。
チャンバ320は、金属、サファイア、又はガラス、例えば石英ガラスから形成された本体を有してもよい。チャンバ320は、高輝度光を出射窓328の方に反射するように構成された一体型反射チャンバ内面324を有する。内面324は、出射窓328の方に反射される高輝度光の量を最大にするのに適切な形状、例えば、可能な形状の中で特に放物線又は楕円の形状に合わせて形成されてもよい。一般に、内面324は焦点322を有し、焦点322には、内面324が適正量の高輝度光を反射するように高輝度光が配置される。
ランプ300によって出力される高輝度出射光329は、チャンバ320内の点火されて励起されたイオン性媒体から形成されたプラズマによって放射される。イオン性媒体は、チャンバ320内のプラズマ点火領域321で、以下でさらに説明するようないくつかの手段のうちの1つによって、チャンバ320内で点火される。例えば、プラズマ点火領域321は、チャンバ320内の1対の点火電極(図示せず)間に配置されてもよい。プラズマは、ランプ300内かつチャンバ320の外部に配置されたレーザ光源360が生成
した入射レーザ光365により供給されるエネルギーによって、チャンバ320内のプラズマ発生及び/又は維持領域326で連続的に発生し、維持される。第1実施形態では、プラズマ維持領域326及びプラズマ点火領域321は、固定された場所にある内面324の焦点322と同一場所に配置される。代替実施形態では、レーザ光源360は、ランプ300の外部にあってもよい。
チャンバ320は、内面324の壁を通って延びる実質的に平坦な入射窓330を有する。実質的に平坦な入射窓330は、特に、湾曲したチャンバ面を透過する光搬送と比較して、最小の歪み又は損失で、入射レーザ光365をチャンバ320内に搬送する。入射窓330は、適切な透明材料、例えば石英ガラス又はサファイアから形成されてもよい。
レンズ370が、レーザ光源360と入射窓330との間の経路に配置され、及びチャンバ内のレンズ焦点領域372に入射レーザ光365を集束させるように構成される。例えば、レンズ370は、レーザ光源360によって放射された平行レーザ光362を、レンズ焦点領域372に方向付けるように構成されてもよい。あるいは、レーザ光源360は、例えば入射レーザ光365を集束させるためにレーザ光源360内で光学部品を使用して、レーザ光源360と入射窓330との間のレンズ370を用いずに、集束した光を提供し、集束した入射レーザ光365を、入射窓330を通してチャンバ320内に直接伝送してもよい。第1実施形態では、レンズ焦点領域372は、プラズマ維持領域326、プラズマ点火領域321及び内面324の焦点322と同一場所に配置される。
図3Bに示すように、1対の点火電極390、391が、プラズマ点火領域321に近接して配置されてもよい。図3Aに戻ると、入射窓330の内面及び/又は外面は、プラズマによって発生した高輝度出射光329を反射すると同時に、入射レーザ光365のチャンバ320内への透過を可能にするように処理されてもよい。
レーザ光がチャンバに入るチャンバ320の部分をチャンバ320の近位端と呼び、一方、高輝度光がチャンバから出るチャンバ320の部分をチャンバ320の遠位端と呼ぶ。例えば、第1実施形態では、入射窓330はチャンバ320の近位端に配置され、一方、出射窓328はチャンバ320の遠位端に配置される。
チャンバ320内には、凸面双曲線反射器380が任意選択で位置付けされてもよい。反射器380は、プラズマ維持領域326でプラズマによって放射されたいくらか又はすべての高輝度出射光329を内面324の方に戻るように反射し、また、入射レーザ光365の吸収されていないいずれの部分も内面324の方に戻るように反射してもよい。反射器380は、出射窓328から所望のパターンの高輝度出射光329を供給するように、内面324の形状に合わせて形作られてもよい。例えば、放物線状内面324は、双曲線状反射器380と対をなしてもよい。反射器380は、チャンバ320の壁に支持された支柱(図示せず)によってチャンバ320内に固定されてもよく、あるいは、支柱(図示せず)は出射窓328構造に支持されてもよい。反射器380はまた、高輝度出射光329が出射窓328を通って直接出るのを防ぐ。プラズマ焦点を過ぎたレーザビームを複数回反射することによって、反射器380、内面324及び出射窓328上の適切に選択されたコーティングによってレーザ波長を減衰させる十分な機会が与えられる。そのため、レーザ360に戻るように反射されるレーザ光を最小にすることができるため、高輝度出射光329中のレーザエネルギーも最小にすることができる。レーザ360に戻るように反射されるレーザ光を最小にし得ることにより、レーザビームがチャンバ320内で干渉する場合の不安定性が最小となる。
反射器380を、好ましくは内面324の逆プロフィールで使用することで、波長にかかわらず、確実に光子は直接的な線放射によって出射窓328から出ない。代わりに、すべての光子は、波長にかかわらず、内面324から跳ね返って出射窓328から出る。これによって、確実にすべての光子は、反射器光学部品の開口数(NA)に含まれ、そのため、出射窓328を通って出た後に、最適に収集することができる。吸収されていないIRエネルギーは、内面324の方に分散し、この場合、このエネルギーは、熱の影響を最小にするため広い面にわたって吸収され、又は、内面324によって吸収又は反射されるように内面324の方に反射されてもよく、あるいは、透過するように出射窓328の方に反射され、さらに反射光学部品又は吸収光学部品で完全に処理されてもよい。
レーザ光源360は、単一のレーザ、例えば単一の赤外線(IR)レーザダイオードであってもよく、又は2つ以上のレーザ、例えばIRレーザダイオードのスタックを含んでもよい。レーザ光源360の波長は、イオン性媒体、例えばキセノンガスを最適に励起するように、近IRから中IR領域にあるように選択されることが好ましい。遠IR光源360もまた可能である。ガスの吸収帯とより良好に結合するために、複数のIR波長が適用されてもよい。言うまでもなく、他のレーザ光による解決策も可能であるが、因子の中で特に、コスト因子、熱放射、寸法又はエネルギー要件のために望ましくない場合がある。
10nmの強い吸収線内でイオン化ガスを励起するのが好ましいと一般に教示されているが、これは、蛍光プラズマではなく熱プラズマを生成する場合には必要でないことに留意すべきである。従って、フランク−コンドンの原理は必ずしも適用されない。例えば、イオン化ガスは、例えば20%点で979.9nmの吸収線である980nmの放射の蛍光プラズマを使用するランプより一般に20倍弱い、非常に弱い吸収線1%点から14nm離れた1070nmの励起CWであってもよい。しかしながら、この波長の近くに既知の吸収線がなくても、10.6μmレーザは、キセノンプラズマに点火することができる。特に、キセノン中でレーザプラズマに点火し、それを維持するためにCO2レーザを使用することができる。例えば、米国特許第3,900,803号を参照されたい。
レーザ光源360からレンズ370及び入射窓330を通りチャンバ320内のレンズ焦点領域372へのレーザ光362、365の経路は直接的である。レンズ370は、チャンバ320内のレンズ焦点領域372の場所を変更するために調整されてもよい。例えば、図10に示すように、コントローラ1020が、電子又は電気/機械集束システムなどの集束機構1024を制御してもよい。あるいは、コントローラ1020は、レーザ光源360に一体化された集束機構を制御してもよい。コントローラ1020は、レンズ焦点領域472が内面324の焦点322と確実に一致し、その結果、プラズマ維持領域326が安定で、最適に配置されるようレンズ焦点領域472を調整するために使用されてもよい。
コントローラ1020は、重力及び/又は磁場などの力が存在する状態で、レンズ焦点領域472の所望の場所を維持してもよい。コントローラ1020は、変化を補償するように焦点領域及び/又はプラズマアークを安定させておくために、フィードバック機構を組み込んでもよい。コントローラ1020は、例えばカメラなどの追跡装置1022を使用して、プラズマ点火領域421の場所を監視してもよい。後に説明するように、カメラ1022は、密閉チャンバ320の壁内に配置された平坦な監視窓1010からプラズマの場所を監視してもよい。コントローラ1020はさらに、以下に説明するように、焦点の場所を現在の場所と所望の場所との間で、それに対応して、プラズマの場所を例えば点火領域と維持領域との間で追跡及び調整するために使用されてもよい。追跡装置1022は、コントローラ1020にプラズマの位置/寸法/形状を与え、コントローラ1020が次にプラズマの位置/寸法/形状を調整するように集束機構を制御する。コントローラ1020は、1軸、2軸又は3軸において集点範囲の場所を調整するために使用されてもよい。さらに以下に説明するように、コントローラ1020は、コンピュータによって実施されてもよい。
図4A〜図4Bに示すレーザ駆動シールドビームランプ400の第2の例示的実施形態では、プラズマ維持領域326及びプラズマ点火領域421は、チャンバ320の離れた部分に別々に配置される。図3の要素と数が同じである図4A〜図4Bの要素は、第1実施形態の上記の説明によって説明されると理解される。
1対の点火電極490、491は、プラズマ点火領域421に近接して配置される。レンズ370は、レンズ焦点領域472が点火電極490、491間のプラズマ点火領域421と同じ場所に位置付けられるように、例えば制御システム(図示せず)によって点火位置に位置付けされる。プラズマ点火領域421は、例えば、出射窓328の近くにあるチャンバ320の遠位端に配置され、点火電極490、491によって引き起こされるシャドーイング及び/又は光損失を最小にしてもよい。例えば点火電極490、491に通電することによってプラズマが点火された後、レンズ370は、レンズ焦点領域472の位置を調整することでプラズマ維持位置に徐々に移動させてもよく(図4Aの点線による輪郭で示す)、そのため、プラズマは、チャンバ内面324の焦点322に引き戻され、その結果、プラズマ維持領域326は安定しており、チャンバ320の近位端に最適に配置され、高輝度光出力が最大となる。例えば、レンズ370は、レーザ光焦点場所を調整するために機械的に移動させてもよい。
プラズマ維持領域326を点火領域421から遠隔に配置することによって、光出力のシャドーイングを最小にするように点火電極490、491を配置することができ、同時に、点火電極490、491をプラズマ放電から適度な距離だけ離しておくことができる。これによって、プラズマ中において入射窓330及び出射窓328上への電極物質の蒸発を確実に最小にし、その結果、ランプ400のより長い実用寿命が達成される。点火電極490、491に対するプラズマからの距離を増加させることも、プラズマによって発生するガスの乱れによる点火電極490、491への干渉が減少し得るため、プラズマを安定させる助けとなる。
図4C及び図4Dは、任意選択の反射器380を組み込む第2実施形態の実施態様を示す。反射器380は、図4Cに示す点火位置と、図4Dに示す維持位置との間で再配置されてもよい。反射器380は、入射窓330からプラズマ点火領域421への集束した入射レーザ光365の経路から外れた点火位置に配置されてもよい。例えば、反射器380は、図4Dに示す維持位置から、図4Cに示すようなチャンバ内面324の壁により近い点火位置まで、枢動又は後退(並行移動)させてもよい。
あるいは、反射器380は、レンズ焦点領域472が調整される際、維持位置に静止させたままであってもよい。そのような実施形態では、点火電極490、491の場所は、チャンバ320の遠位端よりチャンバ320の近位端に近くてもよい。
図4E及び図4Fは、レーザ光源360と実質的に平坦な入射窓330との間のレンズ370(図4A)でレーザ光362の焦点領域472を変更するのではなく、レーザ光源360内の光学部品を使用して、レーザ光362の焦点領域472が調整される第2実施形態の変形例を示す。実質的に平坦な入射窓330は、レーザ光源360内の内部光学部品が、外部レンズ370を用いずにレーザ光362の焦点領域472の寸法及び場所を十分に制御することを可能にし得るが、先行技術では、湾曲した入射窓のレンズ効果により、外部レンズ370の使用が必要となっている場合がある。
図5は、レーザ駆動シールドビームランプ500の第3の例示的実施形態を示す。ランプ500は、イオン性媒体、例えばキセノン、アルゴン又はクリプトンガスを含むように構成された密閉チャンバ520を含む。チャンバ520は一般に、第1実施形態に関して上で説明したように加圧される。チャンバ520は、高輝度出射光329を放射するための出射窓328を有する。出射窓328は、適切な透明材料、例えば石英ガラス又はサファイアから形成されてもよく、特定の波長を反射するように反射材料でコーティングされてもよい。これは、例えばランプ500によって放射される光から不要な波長をフィルタリングするための部分反射又はスペクトル反射であってもよい。入射レーザ光565の波長を反射する出射窓328上のコーティングは、チャンバ520内のプラズマを維持するのに必要なエネルギー量を低下させ得る。
チャンバ520は、高輝度光を出射窓328の方に反射するように構成された一体型反射チャンバ内面524を有する。内面524は、出射窓328の方に反射される高輝度光の量を最大にするのに適切な形状、例えば、可能な形状の中で特に放物線又は楕円の形状に合わせて形成されてもよい。一般に、内面524は焦点322を有し、焦点322には、内面524が適正量の高輝度光を反射するように高輝度光が配置される。ランプ500によって出力される高輝度光329は、チャンバ520内の点火され、励起されたイオン性媒体から形成されたプラズマによって放射される。イオン性媒体は、上で説明したようないくつかの手段のうちの1つによって、チャンバ520内で点火される。
図3によって示されるような第1実施形態では、チャンバ320(図3)は、内面324(図3)の壁を通って延びる実質的に平坦な入射窓330(図3)と、レーザ光源360(図3)と入射窓との間の経路に配置されたレンズ370(図3)とを有するが、第3実施形態では、入射窓330(図3)及びレンズ370(図3)の機能は、入射レンズ530によって組み合わせて発揮される。
入射レンズ530は、レーザ光源560とチャンバ520内の入射レンズ焦点領域572との間の経路に配置される。例えば、入射レンズ530は、レーザ光源560によって放射された平行レーザ光532を、入射レンズ焦点領域572に方向付けるように構成されてもよい。第3実施形態では、入射レンズ焦点領域572は、プラズマ維持領域326、プラズマ点火領域321及び内面524の焦点322と同一場所に配置される。入射レンズ530の内面及び/又は外面は、プラズマによって発生した高輝度光を反射するのと同時に、レーザ光565のチャンバ520内への透過を可能にするように処理されてもよい。
ランプ500は、反射器380などの内部特徴及び第1実施形態に関して上で説明したような高輝度出射光経路329を含んでもよい。レーザ光源560から入射レンズ530を通りチャンバ520内のレンズ焦点領域572へのレーザ光532、565の経路は直接的である。第3実施形態では、入射レンズ530が入射窓の役割を兼ねているため、入射レンズ530と密閉チャンバ520との間にガラス壁はない。これによって、入射レンズ530とプラズマとの間の可能な距離が、先行技術のランプで可能なものより短くなる。そのため、焦点距離がより短いレンズを利用することができる。より短い焦点距離は、より小さいプラズマ領域を生成し、より効率的に小さい開口に結合すべく達成することができる焦点ビーム廃棄プロフィールの範囲に影響を与える。
図6に示すようなレーザ駆動シールドビームランプ600の第4の例示的実施形態は、密閉チャンバ320の外側に配置されたレーザからのエネルギーを使用してプラズマが点火される、第1実施形態及び第3実施形態の変形例として説明され得る。第4実施形態では、レーザ光362、365は、一体型レンズ530(図5)又は外部レンズ370によって密閉チャンバ320内に方向付けられる。チャンバ内のイオン性媒体に点火しやすくするために、チャンバ内の圧力は、さらに以下に説明するように調整されてもよい。
第4実施形態では、レーザ360の焦点領域372は、固定されていてもよく、又は移動可能であってもよい。例えば、プラズマの点火を助けるために電極が使用される場合、第1焦点領域が点火電極(図示せず)間に配置され、第2焦点領域(図示せず)が点火電極(図示せず)から離れて配置され、そのため、燃えているプラズマに点火電極(図示せず)が近接しないように、焦点領域372は移動可能であってもよい。この例では、焦点領域372が第1焦点領域から第2焦点領域まで移動する間、密閉チャンバ320内の圧力を変化(増加又は減少)させてもよい。
別の例では、チャンバ320内の圧力は、イオン性媒体が入射レーザ光365のみによって点火され得るように調整されてもよく、その結果、点火電極(図示せず)は、チャンバ320から省略されてもよく、プラズマ点火及びプラズマ維持/再生成の両方の間、焦点領域は実質的に同じである。
第4実施形態では、動的動作圧力の変化は、密閉チャンバ320内で影響を受け、例えば、チャンバ320が非常に低い圧力を有する場合、大気圧未満であっても、点火工程を開始する。最初の低い圧力により、イオン性媒体の点火が容易になり、チャンバ320の充填圧力を徐々に増加させることによって、圧力上昇に伴ってプラズマがより効率的になり、より明るい光出力を生成する。圧力は、後述するいくつかの手段を使用して、密閉チャンバ320内で変化させてもよい。
シールドランプ600は、排気/充填チャンネル692を有する、加圧されたキセノンガスで充填されたリザーバチャンバ690を含む。ポンプシステム696が、ガス流入充填バルブ694を介してリザーバチャンバ690をランプチャンバ320に接続する。点火時には、ランプチャンバ320内のキセノン充填圧力は、第1レベル、例えば大気圧未満レベルに保持される。レーザ360が低圧プラズマを形成するキセノンに点火する際、ポンプシステム696はランプチャンバ320内の圧力を増加させる。ランプ600内の圧力は、第2圧力レベル、例えば、プラズマから出力される高輝度出射光329が所望の輝度に達するレベルまで増加されてもよい。ランプ600が消灯されると、ポンプシステム696は逆転し、ランプチャンバ320からのキセノンガスでリザーバチャンバ690を充填してもよい。このタイプの圧力システムは、光源が長期間にわたって高輝度レベルで保持されるシステムに有利であり得る。
キセノン高圧リザーバ690は、充填チャンネル692を介してランプチャンバ320に接続されてもよい。圧力を解放するために、排気チャネルには、例えば制御された高圧弁698がランプ600上に設けられてもよい。すべてのキセノンガスを排気してランプ600内に空気を入れることによってランプ点火が開始し、大気キセノン条件下での点火が確実となる。点火が確立されたら、充填バルブ694が開き、ランプチャンバ320は、キセノン容器との平衡が達成されるまで、キセノンガスで充填される。
代替実施形態では、金属体反射装置搭載レーザ駆動キセノンランプが、金属体中の冷却チャンネルを介して冷却システム、例えば液体窒素システムに接続される。点火前に、キセノンガスは液化され、ランプの底部に集まる。この工程は、例えば約1分程度の比較的短い時間を要し得る。プラズマ点火は、キセノンに点火する集束レーザビームによって引き起こされ、プラズマによって発生した熱によって、キセノン液体が高圧キセノンガスに変換される。圧力レベルは、いくつかの方法で、例えばランプの低温充填圧力によって決定されてもよい。大気キセノンに対して−112℃の温度までキセノンガスを冷却するのに十分ならば、他のタイプの冷却システムも可能である。圧力のより高いキセノンは、?20℃の温度の液体になり得る。第4実施形態で説明した可変圧力システムは、後述する実施形態と同様に、本明細書の他の実施形態、例えば、一体型レンズを備えた第3実施形態にも適用可能であることに留意すべきである。
ランプ600の圧力はまた、イオン性媒体の点火を補助するために使用されてもよい。イオン性媒体は、より多くのエネルギーを伴うより多くの衝突によりイオン化ガスがさらに分解を促進するためにチャンバ320内のより高い圧力下でより低い圧力よりも容易に自己着火し得る。これは、圧力が低いほど電極間の点火が容易である電気アークランプと対照的である。
より高い圧力では、より多くの熱エネルギーが(より多くの衝突を)発生し、ランプ600内のより大きなプラズマ体積をもたらし得る一方、より低い圧力は、同じレーザ出力でより小さなプラズマ体積をもたらし得る。より低い圧力はより低い光子生成をもたらす。しかしながら、小さなファイバに結合するとき、ファイバに結合される光の量はより大きなプラズマを有する全体的なより高い出力に対して釣り合うかもしれない。いくつかの用途において、より低い圧力は、より高い圧力よりもより良い全体的な照明結果を提供し得る。
チャンバ320内の圧力の変動はまた、望ましいプラズマサイズを達成するために、従って、適切なターゲットイメージングのために高輝度光源のサイズを調整するために使用され得る。例えば、光出射窓328のサイズに従って、又は結合された光ファイバケーブルもしくは光ガイド1202(図12参照)のサイズに従って、高輝度光源のサイズを増減することが望ましい場合がある。より低い圧力では、プラズマスポットはより小さくなり得、そして光子変換に対するレーザエネルギーの効率は改善される。より低い圧力でのより小さいスポットサイズは、小さな開口部、例えばランプの焦点とファイバ開口部との間で1:1の反射が使用されるときのファイバ開口部への結合に有利であり得る。例えば、22バールの圧力に設定されたASMLランプは、圧力を30バール及び35バールに設定するよりも、過剰充填されているファイバにおいてより高い放射照度を生じることが観察されている。
図7A〜図7Cに示すようなレーザ駆動シールドビームランプ700の第5の例示的実施形態は、プラズマ点火領域が側窓を介して監視される、先に説明した実施形態の変形例として説明され得る。図7A〜図7Cは、レーザと、密閉チャンバ320の外部にある光学部品とを省略していることに留意すべきである。
図7Aは、円筒状ランプ700の第5実施形態の第1の透視図を示す。2つのアーム745、746が、密閉チャンバ320から外側に突出している。アーム745、746は、タングステン又はトリエーテッドタングステンなどの点火温度に耐え得る材料からなる1対の電極490、491を部分的に収容し、電極490、491は、密閉チャンバ320の内側に向かって突出し、点火のための電場をチャンバ320内に提供する。電極490、491のための電気接続部がアーム745、746の端部に設けられる。
先の実施形態(第3実施形態を除く)と同様に、チャンバ320は、レーザ源(図示せず)からのレーザ光がチャンバ320に入り得る、実質的に平坦な入射窓330を有する。同様に、チャンバ320は、点火されたプラズマからの高輝度光がチャンバ320から出得る、実質的に平坦な出射窓328を有する。チャンバ320の内部は、反射内面、例えば放物線反射内面を有してもよく、出射窓328と電極490、491との間のチャンバ320内に配置された、上で説明した双曲線反射器などの反射器(図示せず)を含んでもよい。
第5実施形態は、密閉チャンバ320の側面に覗き窓710を含む。覗き窓710は、上で説明したように、レーザ焦点場所に一般に対応するプラズマ点火及び/又は維持場所の場所を監視するために使用されてもよい。先に説明したように、コントローラが、これらの点の1つ又は複数を監視し、それに従ってレーザ焦点場所を調整し、重力又は電界及び/もしくは磁界などの外力を補正してもよい。覗き窓710はまた、第1位置と第2位置との間、例えば点火位置と維持位置との間でレーザの焦点を再配置するのを助けるために使用されてもよい。一般に、湾曲した窓面と比較して光学歪みを低減し、かつチャンバ320内の場所の位置をより正確に視覚的に示すために、覗き窓710を実質的に平坦にすることが望ましい。例えば、覗き窓710は、サファイアガラス、又は他の適切に透明な材料から形成されてもよい。
図7Bは、図7Aの図を垂直方向に90度回転させることによって、第5実施形態の第2透視図を示す。制御された高圧弁698が、覗き窓710に実質的に対向して配置される。しかしながら代替実施形態では、制御された高圧弁698は、覗き窓710に実質的に対向して配置される必要はなく、チャンバ320の壁上の他の場所に配置されてもよい。図7Cは、図7Bの図を水平方向に90度回転させることによって、第5実施形態の第2透視図を示す。
第5実施形態では、ランプ700は、構造にいかなる銅も使用せず、ろう付け材料を含んで、サファイア、又はKovar(商標)としても知られるニッケル−コバルト鉄合金から形成されてもよい。平坦な出射窓328は、収差を最小にすることによって、湾曲した出射窓よりもプラズマスポットの結像の品質を向上させる。第5実施形態において、チャンバ320内で比較的高い圧力を使用することによって、より小さいプラズマ焦点が得られ、その結果、より小さい開口、例えば光ファイバ出射口への結合が向上する。
第5実施形態では、電極490、491を破損させるプラズマガスの乱れの影響を最小にするために、電極490、491は、例えば1mmより大きい、先行技術のシールドランプより大きい距離によって分離されてもよい。電極490、491は、非対称の電極によって引き起こされるプラズマガスの乱れへの影響を最小にするように、対称に設計されてもよい。
先の実施形態では、光が窓を通って出射するランプを一般に説明してきたが、先の実施形態の他の変形例も可能である。例えば、レーザ光入射窓を備えたシールドランプが、プラズマからの出射高輝度光を、例えば、高輝度光が光ファイバ装置などのライトガイド内に収集される第2焦点まで導いてもよい。
図12は、楕円内部反射器1224を備えたレーザ駆動シールドビームランプ1200の第6の例示的実施形態の概略図である。先の実施形態と同様に、ランプ1200は、イオン性媒体を含むように構成された密閉チャンバ1220を含む。レーザ光源360からのレーザ光362、365は、レンズ370及び入射窓330を通ってレンズ焦点領域に方向付けられ、そこでプラズマが形成される。レンズ焦点領域は、楕円内部反射器1224の第1焦点領域1222と一致する。密閉チャンバ1220は、高輝度出射光を第2外部焦点1223に放射するための出射窓1228を有する。出射窓1228は、適切な透明材料、例えば石英ガラス又はサファイアから形成されてもよく、特定の波長を反射するように反射材料でコーティングされてもよい。図示するように、第2出射焦点領域1223は、例えば小さい出射窓1228を通ってライトガイド1202内へ向かうランプ1200の外側にあってもよい。より小さい寸法の出射窓は、例えば、好ましくは追加の集束光学部品を用いずに、ファイバ、ライトガイド及び統合ロッドに直接結合することを可能にしつつ高価ではないため、より大きい寸法の出射窓より有利であり得る。
図12はランプ1200の外部にある第2焦点領域1223を示すが、楕円反射器1224からの第2焦点領域1223はまた、統合ライトガイドの面に方向付けられたランプ1200の内部にあってもよい。統合ライトガイドの直径が小さい場合、このライトガイドは「ファイバ」であると考えられ得ることを理解すべきである。
さらに、焦点の形状は、ランプ1200と共に使用される出射口のタイプに応じて調整されてもよい。例えば、より丸い形状の焦点によって、より小さい出射口(ファイバ)内により多くの光を供給してもよい。一体型楕円反射器1224は、平行出射口ではなく焦点領域出射口、例えば、放物線一体型反射器を有するランプを提供するために使用されてもよい。図12に示していないが、第6実施形態のランプ1200は、楕円反射器1224の開口数(NA)内の第2焦点にすべての光線が確実に到達するように、例えば第1焦点領域1222と第2焦点領域1223との間に配置された内部反射器380(図5)を任意選択で含んでもよい。
焦点出射領域ランプは、サファイア出射窓を使用するのではなく、小さいファイバ上への焦点の結像が1:1であるデュアル放物線構成として構成されてもよい。図13は、チャンバ1320の内面のアークから統合ライトガイド/ロッド又はファイバ1302、それら両方上への結像が1:1である、簡略化したデュアル放物線型ランプ1300構成を示す第7の例示的実施形態の概略断面図である。入射面1330、例えば窓又はレンズは、加圧された密閉チャンバ1320内へのレーザ光1365の入射を提供する。チャンバ1320は、対称構成で構成された第1一体型放物面1324及び第2一体型放物面1325を含み、その結果、第1一体型放物面1324の曲線は、垂直対称軸1391を挟んで第2一体型放物面1325の曲線と実質的に同じである。しかしながら代替実施形態では、第1一体型放物面1324及び第2放物面1325は、垂直軸1391を挟んで非対称であってもよい。
入射面1330は、第1一体型放物面1324に関連付けられる。出射面1328は、第2一体型放物面1325に関連付けられる。出射面1328は、例えば、密閉チャンバ1320からの高輝度光の出射を提供する、光ファイバなどの導波管1302の端部であってもよい。出射面1328は、例えば水平対称軸1390、又はその近くの第2一体型放物面1325から離れて配置されてもよい。
第1焦点領域1321は、第1放物面1324の焦点に対応し、第2焦点領域1322は、第2放物面1325の焦点に対応する。レーザ光1365は、入射面1330を介して加圧された密閉チャンバ1320に入り、チャンバ1320内の第1焦点領域1321で、励起されたイオン化材料のプラズマにエネルギーを供給するように方向付けられる。プラズマは、実質的に先の実施形態で説明したように点火されてもよい。プラズマは、高輝度光1329、例えば可視光を生成し、高輝度光1329は、第1一体型放物面1324及び第2放物面1325によってチャンバ1320内で直接的又は間接的に出射面1328の方に反射される。出射面1328は、第2焦点領域1322と一致してもよい。
第1焦点領域1321と第2焦点領域1322との間に配置された反射面1386を有するミラー1380が、チャンバ1320内に配置されてもよい。反射面1386は、第1放物線反射器1324を介して、チャンバ1320内の放射の下半部を第1焦点領域1321に戻るよう後方反射するように配向してもよい。ミラー反射面1386は、例えば、光を放物線反射面1324に戻るように方向付けるために実質的に平坦であってもよく、又は、光を第1焦点領域1321に直接方向付けるために湾曲していてもよい。レーザ光1365、例えば、スペクトルのIR部分は、第1焦点領域1321に配置されたプラズマにより多くのエネルギーを供給し、一方、プラズマによって生成された高輝度光は、プラズマの薄い不透明なセクションを透過して、第1放物線反射器1324の上部上に進み、次いで、ライトガイド又は光ファイバ1302の出射面1328を通って出射するように第2放物線反射器1325によって反射される。
図13に示すように、入射レーザ光1365は、水平対称軸1390と平行に配向する入射面1330を介してチャンバ1320に入ってもよく、出射高輝度光1329は、垂直対称軸1391と平行に配向する出射面1328を介してチャンバ1320から出てもよい。しかしながら代替実施形態では、入射レーザ光1365及び/又は出射高輝度光1329は、異なる配向を有してもよい。ミラー1380の位置及び/又は配向は、入射光1365及び/又は出射光1329の対応する配向によって変わってもよい。
チャンバ1320は、第1一体型放物面1324を含む第1セクション1381、及び第2一体型放物面1325を含む第2セクション1382から形成されてもよい。第1セクション1381及び第2セクション1382は、中心部分1383で取り付けられ、封止される。先に説明した追加の要素、例えばガス入口/出口、電極及び/又は側窓がさらに含まれてもよいが、明瞭にするために図示していない。
チャンバ1320の内部は、第1一体型放物面1324及び第2一体型放物面1325を有するとしてみなしてきた。しかしながらチャンバ1320の内部は、第1焦点領域1321がプラズマ点火及び/又は維持領域に配置された第1放物線部分1324と、第2焦点領域1322が統合ロッド1302の出射面1328に配置された第2放物線部分1325とを有する単一の反射面として考えられてもよい。
デュアル放物線反射器ランプ1300は、無酸素銅からなることが好ましく、反射面1324、1325は、厳しい用途での最高精度にダイヤモンド旋削及びダイヤモンド研磨されることが好ましい。チャンバ1320内のイオン性媒体に点火する助けとなるために、例えばタングステン及び/又はトリエーテッドタングステンから形成された電極(図示せず)が設けられてもよい。電力レベルは、例えば35W〜50kWの範囲であってもよい。電力範囲の高域でのランプ1300の実施態様では、追加の冷却要素、例えば水冷要素を含んでもよい。ランプ1300は、それらに限定されないが、20バール〜80バールの範囲の充填圧力を有してもよい。
図14Aは、反射器アークから統合ライトガイド1302上への結像が1:1のデュアル放物線型ランプ1400の第8実施形態の概略図である。第8実施形態1400は、第7実施形態1300(図13)に類似している。図13の要素と同じ要素数を有する図14の要素は、第7実施形態に関して上で説明したとおりである。
第7実施形態と対照的に第8実施形態では、デュアル放物線型ランプ1400は、第1一体型放物面1324の頂点から入射面1330(図13)を除去する。図14Bに示すように、密閉チャンバ1320の四分円(図13)が除去されてもよく、その結果、第8実施形態におけるデュアル放物線型ランプ1400の密閉チャンバ1420は、ミラー1480及び水平平面状封止面1403によって封止される。図14Aに戻ると、統合ライトガイド1302と水平平面状封止面1403との間で統合ライトガイドの周りに、チャンバ1420の追加シール1402が形成されてもよい。平行レーザ光1465は、ミラー1480の入射面1430を通ってチャンバ1420に入る。ミラー1480は、チャンバ1420の外側から平行レーザ光1465を入射させ、チャンバ1420内で高輝度光及びレーザ光1465を反射する。出射面1328は、例えば、平面状封止面1403が水平対称軸1390と平行であり得る平面状封止面1403内に、第2一体型放物面1425から離れて配置されてもよい。
第1焦点領域1321は、第1放物面1324の焦点に対応し、第2焦点領域1422は、第2放物面1425の焦点に対応する。平行レーザ光1465は、ミラー1480の入射面1430を介して加圧された密閉チャンバ1420に入り、第1放物面1324によって第1焦点領域1321の方に反射される。平行レーザ光1465は、第1焦点領域1321で、チャンバ1420内の励起されたイオン化材料のプラズマにエネルギーを供給する。プラズマは、実質的に先の実施形態で説明したように点火されてもよい。プラズマは、高輝度光、例えば可視光を生成し、高輝度光は、第1一体型放物面1324及び第2放物面1325によってチャンバ1420内で直接的又は間接的に出射面1328の方に反射される。出射面1328は、第2焦点領域1422と一致してもよい。
反射面1486は、チャンバ1420内の放射の下半部を第1焦点領域1321に戻るよう後方反射するように配向してもよい。プラズマによって生成された高輝度光は、プラズマの薄い不透明なセクションを透過して、第1放物線反射器1324の上部上に進み、次いで、ライトガイド又は光ファイバ1302の出射面1328を通って出るように第2放物線反射器1425によって反射される。
チャンバ1420は、第1一体型放物面1324を含む第1セクション1381、及び第2一体型放物面1425を含む第2セクション1482から形成されてもよい。第1セクション1381及び第2セクション1482は、中心部分1383で取り付けられ、封止されてもよい。追加の要素、例えばガス入口/出口、電極及び/又は側窓がさらに含まれてもよいが、明瞭にするために図示していない。
チャンバ1420の内部は、第1一体型放物面1324及び第2一体型放物面1425を有するとしてみなしてきた。しかしながらチャンバ1420の内部は、第1焦点領域1321がプラズマ点火及び/又は維持領域に配置された第1放物線部分1324と、第2焦点1422が統合ロッド1302の出射面1328に配置された第2放物線部分1425とを有する単一の反射面であってもよい。
第7実施形態と対照的に第8実施形態は、レーザ光入射場所をミラー面1430に再配置することにより、湾曲した反射器面1324のいかなる穴又は間隙も回避し、それによって、光学システム全体にわたって均質性を維持する。入力光線及び出力光線は直角に交差するが、平行レーザ光入力1391は一般にIRであり、出力光1329が一般に可視及び/又はNIRであるため、干渉はない。拡大され、平行になったレーザビーム1465がチャンバ1420に入るため、第1放物線反射器1324の下半部は、レーザプラズマを発生させるために集束機構として使用される。実際の適用では、拡大され平行になったレーザビーム1465は交差してもよいが、出口ファイバ1302と相互作用しなくてもよい。例えば図14Aに示すように、ファイバガイド1302の各側面にレーザビームが存在してもよい。さらに、これらのレーザビーム1465の各々は、異なる波長を有してもよい。
デュアル放物線反射器ランプ1400は、無酸素銅からなることが好ましく、反射面1324、1425は、厳しい用途での最高精度にダイヤモンド旋削及びダイヤモンド研磨されることが好ましい。チャンバ1420内のイオン性媒体に点火する助けとなるために、例えばタングステン及び/又はトリエーテッドタングステンから形成された電極(図示せず)が設けられてもよい。電力レベルは、例えば35W〜50kWの範囲であってもよい。電力範囲の高域でのランプ1400の実施態様では、追加の冷却要素、例えば水冷要素を含んでもよい。ランプ1400は、それらに限定されないが、20バール〜80バールの範囲の充填圧力を有してもよい。
図14A〜図14Bは、垂直軸1391及び水平軸1390に対応する平面で封止されたチャンバ1420を示すが、他の封止構成も可能である。例えば、ミラー1480は、第2焦点領域1422の方に、もしくはその焦点領域までさらに延在してもよく、かつ/又は、水平平面状封止面1403は、第2焦点領域1422より下に下げられてもよい。代替実施形態では、封止面1403は、平面状である必要はなく、水平方向に配向する必要もない。
この配向で操作されるデュアル放物線型ランプ1300、1400のさらなる利点は、プラズマプルームが重力方向に一致していることである。これにより、ほぼ円形のプラズマ前面へのコロナプルームの影響が最小になる。
調整可能な焦点で構成されたランプは、放射すべき光のタイプ(波長)に応じて出射するように、一体型反射器システムで焦点位置を最適化することができる。例えば、1:1の結像技術は、プラズマからファイバへの損失のない(又はほとんど損失のない)光伝達を提供し得る。
上で説明した実施形態のうちの1つ又は複数は、必要とされる用途で調整可能なビームプロファイリングを可能にするために、システムの特定のフィードバックループを、調整可能な光学部品と組み合わせてもよい。光学部品は、用途に応じて1軸、2軸又は3軸において調整されてもよい。
図8は、シールドビームランプを操作するための第1例示的方法のフローチャートである。フローチャート内のいかなる工程説明もブロックも、工程中に特定の論理機能を実施するための1つ又は複数の命令を含むモジュール、セグメント、コード部分、又はステップを示すものとして理解すべきであり、本発明の当業者によって理解されるであろうように、関係する機能に応じて、実質的に同時に又は逆の順序を含む、示し、又は述べた順序でない順序で機能が実行され得る代替実施態様は、本発明の範囲内に含まれることに留意すべきである。
本方法で使用され得る例示的ランプを図4A及び図4Bに示す。ランプ400は、密閉チャンバ320と、1対の点火電極490、491と、実質的に平坦なチャンバ入射窓330と、チャンバの外側に配置されたレーザ光源360と、レーザ光源360と入射窓3
30との間のレーザ光362の経路に配置されたレンズ370とを含む。レンズ370は、レーザビームをチャンバ320内の1つ又は複数の焦点領域に移動可能に集束させるように構成される。
本方法は、ブロック810に示すように、点火電極490、491間に配置された点火領域421と一致する第1焦点領域472(図4A)にレーザ光362を集束させるようにレンズ370を構成するステップを含む。ブロック820に示すように、ガス、例えばキセノンガスは、点火領域421で、集束した入射レーザ光365によって点火される。レンズ370は、プラズマ点火領域421と同一場所に配置されていないプラズマ維持領域326と一致する第2焦点領域472(図4B)まで入射レーザ光365の焦点を移動させるように調整される。
図9は、点火電極のないシールドビームランプを操作するための第2例示的方法のフローチャートである。本方法で使用され得る例示的ランプを図6に示す。ランプ600は、密閉チャンバ320と、チャンバの外側に配置されたレーザ光源360と、レーザ光源360と入射窓330との間のレーザ光362の経路に配置されたレンズ370とを含む。
ランプ600は、密閉チャンバ320と、レーザビーム362をチャンバ320内の焦点領域472に集束させるように構成された、チャンバ320の外側に配置されたレーザ光源360とを有する。光は、レンズ370によって集束してもよく、又は、レンズを使用せずにレーザ光源360によって直接集束してもよい。シールドランプ600は、排気/充填チャンネル692を有する、加圧されたキセノンガスで充填されたリザーバチャンバ690を含む。ブロック910に示すように、チャンバ320の圧力は、第1圧力レベルに設定される。ブロック920に示すように、チャンバ320内のキセノンは、レーザ360からの光365で点火される。ポンプシステム696が、ガス流入充填バルブ694を介してリザーバチャンバ690をランプチャンバ320に接続する。点火時には、ランプチャンバ320内のキセノン充填圧力は、第1レベル、例えば大気圧未満レベルで保持される。レーザ360が低圧プラズマを形成するキセノンに点火する際、ポンプシステム696はランプチャンバ320内の圧力を増加させる。ブロック930に示すように、ランプ600内の圧力は、第2圧力レベル、例えば、プラズマから出力される高輝度出射光329が所望の輝度に達するレベルまで調整されてもよい。
先に述べたように、上に詳細に説明したコントローラ機能を実行するための本システムは、例を図11の概略図に示すコンピュータであってもよい。システム1500は、プロセッサ1502と、記憶装置1504と、上述の機能を定義するソフトウェア1508が格納されたメモリ1506と、入出力(I/O)装置1510(又は周辺機器)と、システム1500内の通信を可能にするローカルバス又はローカルインタフェース1512とを含む。ローカルインタフェース1512は、例えば、それらに限定されないが、当技術分野で知られるような1つ又は複数のバス又は他の有線もしくは無線接続部であり得る。ローカルインタフェース1512は、通信を可能にするために、コントローラ、バッファ(キャッシュ)、ドライバ、リピータ及びレシーバなどの追加の要素を有してもよいが、これらは、簡単にするために省略される。さらに、ローカルインタフェース512は、前述の構成要素間の適切な通信を可能にするために、アドレス、制御及び/又はデータ接続を含んでもよい。
プロセッサ1502は、特にメモリ1506内に格納されたソフトウェアを実行するためのハードウェア装置である。プロセッサ1502は、任意の特注又は市販のシングルコア又はマルチコアプロセッサ、中央処理装置(CPU)、本システム1500に関連付けられたいくつかのプロセッサの中の補助プロセッサ、半導体ベースのマイクロプロセッサ(マイクロチップ又はチップセットの形態の)、マクロプロセッサ、又はソフトウェア命令を実行するための一般に任意の装置であり得る。
メモリ1506は、揮発性メモリ素子(例えばランダムアクセスメモリ(DRAM、SRAM、SDRAMなどのRAM))及び不揮発性メモリ素子(例えばROM、ハードドライブ、テープ、CDROMなど)のうちのいずれか1つ又はそれらの組合せを含み得る。さらにメモリ1506は、電子、磁気、光学及び/又は他のタイプの記憶媒体を組み込んでもよい。メモリ1506は、分散型アーキテクチャを有することができ、この場合、様々な構成要素が互いに遠く離れて位置しているが、プロセッサ1502によってアクセスされ得ることに留意されたい。
ソフトウェア508は、本発明によるシステム1500によって実行される機能を定義する。メモリ1506内のソフトウェア1508は、1つ又は複数の別個のプログラムを含んでもよく、その各々は、以下に説明するような、システム1500の論理機能を実施するための実行可能な命令の順序付けされたリストを含む。メモリ1506は、オペレーティングシステム(O/S)1520を含んでもよい。オペレーティングシステムは、システム500内でのプログラムの実行を本質的に制御し、スケジューリング、入出力制御、ファイル及びデータ管理、メモリ管理、ならびに、通信制御及び関連サービスを提供する。
I/O装置1510は、例えば、それらに限定されないが、キーボード、マウス、スキャナ、マイクロホンなどの入力装置を含んでもよい。さらにI/O装置1510はまた、例えば、それらに限定されないが、プリンタ、ディスプレイなどの出力装置を含んでもよい。最後に、I/O装置1510は、入力部及び出力部の両方を介して通信する装置、例えば、それらに限定されないが、変調器/復調器(モデム;別の装置、システム又はネットワークとのアクセス用)、無線周波数(RF)もしくは他のトランシーバ、電話インタフェース、ブリッジ、ルータ、又は他の装置をさらに含み得る。
システム1500が動作中の場合には、上で説明したように、プロセッサ1502は、メモリ1506内に格納されたソフトウェア1508を実行し、メモリ1506との間でデータを通信し、ソフトウェア1508に従ってシステム1500の動作を一般的に制御するように構成される。
システム1500の機能が動作中の場合には、プロセッサ1502は、メモリ1506内に格納されたソフトウェア1508を実行し、メモリ1506との間でデータを通信し、ソフトウェア1508に従ってシステム1500の動作を一般的に制御するように構成される。オペレーティングシステム1520は、プロセッサ1502によって読み取られ、おそらくプロセッサ1502内にバッファされ、次いで実行される。
システム1500がソフトウェア1508内で実施される場合には、システム1500を実施するための命令は、任意のコンピュータ関連の装置、システムもしくは方法によって、又はそれと接続して使用するための任意のコンピュータ読取可能媒体上に記憶され得ることに留意すべきである。そのようなコンピュータ読取可能媒体は、実施形態によっては、メモリ1506もしくは記憶装置1504のどちらか、又はそれらの両方に対応してもよい。本明細書では、コンピュータ読取可能媒体は、コンピュータ関連の装置、システムもしくは方法によって、又はそれと接続して使用するためのコンピュータプログラムを含み、又は記憶することができる電子、磁気、光学、又は他の物理デバイス又は手段である。システムを実施するための命令は、プロセッサもしくは他のそのような命令実行システム、機器もしくは装置によって、又はそれと接続して使用するための任意のコンピュータ読取可能媒体で具体化することができる。プロセッサ1502は例として述べてきたが、そのような命令実行システム、機器又は装置は、実施形態によっては、任意のコンピュータベースシステム、プロセッサを含むシステム、又は他の、命令実行システム、機器もしくは装置から命令をフェッチし、命令を実行することができるシステムであってもよい。本明細書では、「コンピュータ読取可能媒体」は、プロセッサもしくは他のそのような命令実行システム、機器もしくは装置によって、又はそれと接続して使用するためのプログラムを記憶、通信、伝播、又は伝送することができる任意の手段であり得る。
そのようなコンピュータ読取可能媒体は、例えば、それらに限定されないが、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、又は半導体システム、機器、装置又は伝播媒体であり得る。コンピュータ読取可能媒体のより具体的な例(非包括的なリスト)としては、1つ又は複数のワイヤを有する電気接続部(電子)、ポータブルコンピュータディスケット(磁気)、ランダムアクセスメモリ(RAM)(電子)、読取専用メモリ(ROM)(電子)、消去可能プログラマブル読取専用メモリ(EPROM、EEPROM又はフラッシュメモリ)(電子)、光ファイバ(光学)及びポータブルコンパクトディスク読取専用メモリ(CDROM)(光学)が挙げられるであろう。プログラムは、例えば紙又は他の媒体の光学走査によって電子的に取り込み、次いで、コンパイル、解釈、又は必要であれば他の方法で適切に処理し、次いでコンピュータメモリに記憶することができるため、コンピュータ読取可能媒体は、その上にプログラムが印刷される紙又は別の適切な媒体でもあり得るであろうことに留意されたい。
システム1500がハードウェア内で実施される代替実施形態では、システム1500は、それぞれ当技術分野でよく知られている、データ信号で論理機能を実施するための論理ゲートを有する個別の論理回路、適切な組合せ論理ゲートを有する特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などの技術のいずれか、又はそれらの組合せで実施することができる。
図15は、シールドビームランプを動作させるための第3の例示的な方法のフローチャートである。このフローチャートは図6を参照しながら記載される。ブロック1551によって示されるように、チャンバ320の圧力は第1の圧力レベルに設定される。例えば、シールドランプ600は、キセノンガスなどの加圧イオン性媒体で充填されたリザーバチャンバ690を含む。ランプ600は排気/充填チャネル692を有する。ポンプシステム696はガス流入充填バルブ694を介してリザーバチャンバ690をランプチャンバ320に接続する。ブロック1552に示すようにチャンバ320内のイオン性媒体は点火される。例えば、イオン性媒体は、電極490、491(図4A)を使用して点火されてもよく、又はイオン性媒体は、点火手段の中でも特に入射レーザ光365によって直接点火されてもよい。点火は、チャンバ320内のイオン性媒体の圧力レベル及びレーザ360の出力レベルを適切に選択することによって容易にすることができる。
イオン性媒体、例えばキセノンの点火時に、チャンバ320内の充填圧力は、第1の圧力レベルに保持されてもよく、又は別の圧力レベルに調整されてもよい。ブロック1552によって示されるように、チャンバ320内のイオン性媒体の圧力は、イオン性媒体を消すことなく第2の圧力レベルに変更される。例えば、チャンバ320内の圧力は、第2の圧力レベル、例えば、プラズマから出力される高輝度出射光329が望ましい輝度に達する、及び/又はプラズマの体積が望ましいサイズに達するレベルまで増減することができる。
要約すると、本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、本発明の構造に対して様々な修正及び変更を行い得ることは当業者に明らかである。前述を考慮して、本発明は、この発明の修正及び変更が、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にあるならば、同修正及び変更を包含することが意図される。